Chương 1 - Bánh xe ô tô

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

- A là tổng số các bánh xe của ô tô;- B là số các bánh xe chủ động.

Thí dụ: ơ tơ với cơng thức bánh xe 4x2 là ơ tơ 2 cầu và có 1 cầu chủ động. Tương tự ô tô 4x4 _ ô tô 2 cầu đều là cầu chủ động; 6x4_ 3 cầu, có 2 cầu chủ động; 8x8_4 cầu đều là cầu chủ động…).

Việc bố trí các bánh xe theo chiều dài cơ sở có ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng sử dụng của ô tô.1.1.2. Các loại bánh xe.

Từ điều kiện lăn của các bánh xe trên đường, ô tơ, bánh xe và mặt đường có tác các mối quan hệ tương tác sau:

- Bánh xe với khung xe và hệ thống truyền lực;- Bánh xe với mặt đường.

Tương tác bánh xe với khung xe và hệ thống truyền lực.

Sự tương tác này biểu thị sự tác động qua lại về lực và momen từ hệ thống truyền lực và khung xe lên bánh x, và ngược lại. Momen xoắn M<small>k</small> từ hệ thống truyền lực tác động lên bánh xe đặt tại tâm trục bánh xe, gồm các thành phần như:

- Thành phần vng góc với mặt đường: tải trọng pháp tuyến, ký hiệu G<small>k</small> ;- Thành phần song song với mặt đường: lực đẩy, ký hiệu P<small>đ</small> .

Tương tác bánh xe với mặt đường.

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Khi bánh xe lăn trên đường, các lực và momen từ bánh xe sẽ tác dụng lên mặt đường. Ngược lại, từ đường tác dụng lên bánh xe các lực và momen phản lực.

Tùy thuộc vào chiều của P<small>đ </small>và M<small>k</small> , bánh xe được phân ra thành các loại bánh xe như: bánh xe chủ động (bánh xe kéo), bánh xe bị động, bánh xe phanh.

Bánh xe chủ động: là bánh xe mà momen xoắn M<small>k</small> tác dụng lên nó có chiều cùng chiều quay

<i>ω</i>

<i>_k</i>_{của bánh}

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

1) Bán kính thiết kế. Là bán kính được xác định theo kích thước tiêu chuẩn của lốp. Bán kính thiết kế được ký hiệu là r.

Lốp ơ tơ có các loại ký hiệu:

- Với lốp có áp suất thấp (áp suất hơi lốp

<i>q</i>

₀_{nằm trong khoảng}

<i>q</i>

₀

=0,08−0,5 MPa

_{) thường ký hiệu}

theo công thức B – d , trong đó:B _ bề rộng của lốp [inch].

<i>d</i>

_ đường kính vành bánh xe [inch]Ví dụ: 9,00 – 16 ; 12 – 20 ; 8,5 – 20.

Loại lốp toroit (hình xuyến) thường có

<i>B ≈ H</i>

. Do đó r được xác định theo cơng thức sau:

<i>r =</i> ( <i>^d</i>2⁺<i>^H</i> ) 1000^25,4^[<i>^m</i>^]<i>^{hoặc r =}</i> ( <i>^d</i>2⁺<i>^B</i> ) 1000^25,4^[<i>^m]</i>

^(1-1)

- Lốp có áp suất cao (

<i>q</i>

₀

=0,5−0,7 MPa

_{). Loại này được ký hiệu như sau:}

<i>DxB hoặc DxH [inch]</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

R_ký hiệu loại lốp hướng kính;

14 inch = d là đường kính vành bánh xe;

P_lốp xe du lịch 7 chỗ trở xuống. Nếu thay chữ P bằng LT _ lốp sử dụng cho xe có tính năng thơng qua cao hạng nhẹ.

Ngồi ra, trên thành lốp cịn có nhiều ký hiệu khác như, như tốc độ an toàn tối đa. Tốc độ này được quy ước bằng ký hiệu, cụ thể: chữ T ứng với tốc độ cho phép tối đa của lốp là 190km/h; chữ H_210km/h; chữ V_240km/h; chữ W_270km/h. Một số ký hiệu khác trên lốp là: TL_lốp không xăm; SSR_lốp cho phépô tô chạy ở tốc độ cao thêm một quãng đường nữa ngay cả khi đã bị thủng.

2) Bán kính tự do: là bán kính bánh xe khi được bơm đủ áp suất, khơng chịu tải.Bán kính tự do được ký hiệu là

<i>r</i>

₀_{. Với lốp có áp suất thấp thì}

<i>r</i>

₀

=<i>r</i>

_.

3) Bán kính tĩnh học: là khoảng cách từ tâm trục bánh xe đến mặt đường nằm ngang khi xe có tải và đứng yên (vận tốc

<i>ω</i>

<i>_k</i>

=0

_).

<i>G</i>

<i>_k</i>_{là trọng lượng xe đặt tại tâm trục bánh xe.}

Bán kính tĩnh học được ký hiệu là

<i>r</i>

<i>_i</i>_{(hình 1-3). Bán kính}

<i>r</i>

<i>_i</i>_{được tiêu chuẩn hóa với tải trọng cho}

phép lớn nhất. Nó có thể được xác định căn cứ theo ký hiệu của lốp:

<i>H≈ 1.</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Đối với lốp ô tô du lịch, nếu kích thước lốp tính bằng ‘’inch’’, <i>B</i>

<i>H≈ 0,95. Nếu kích thước ghi theo </i>

kiểu hỗn hợp (mét và inch) thì <i>B</i>

<i>H≈ 0,80 ÷ 0,85.</i>

<i>Ở lốp kiểu hướng kính ơ tơ du lịch, trong ký hiệu của nó đã cho chỉ số tương ứng với tỷ số B/ H. Thí dụ, ở lốp có ký hiệu 205/70R14, B/ H ≈ 0,7.</i>

Đối với lốp ô tô vận tải, ơ tơ bt lốp có đều chỉnh áp suất (trừ loại lốp có bề ngang rộng), lốp

<i>kiểu đường chéo của ơ tơ du lịch, λ</i>

<i><small>bd</small></i>

=<i>0,8 ÷ 0,85.</i>

4) Bán kính động lực học: là khoảng cách tính từ tâm trục bánh xe đến mặt đường nằm ngang, khi xe chuyển động (

<i>ω</i>

<i>_k</i>

<i>≠ 0</i>

_).

Bán kính động lực học được ký hiệu là

<i>r</i>

<i>_đ</i>_{(hình 1-4,. trong q trình ơ tơ chuyển động. Bán kính động lực}

học thay đổi.

<i>r</i>

<i>_đ</i>

=<i>f</i>₍<i>M</i>

<i>_k</i>

<i>,G</i>

<i>_k</i>

<i>, q</i>

₀

<i>, v</i>₎

Trong đó:

<i>M</i>

<i>_k</i>

_{_ Momen kéo ở bánh xe chủ động [Mm];}<i>G</i>

<i>_k</i>

_{_ Là trọng lượng xe đặt tại tâm trục bánh xe [N]}

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<i>q</i>

₀

_{_ Là áp suất hơi lốp [Mpa].}

<i>Trên mặt đường cứng có thể coi r</i>

<i><small>đ</small></i>

<i>≈ r</i>

<i>_t</i>

_.

5) Bán kính động học: là bán kính của một bánh xe giả định, có các đặc điểm sau:- Không bị biến dạng khi làm việc;

- Không bị trượt lết hay trượt qua;

- Có cùng vận tốc tịnh tiến

<i>V</i>

<i>_k</i>_{và vận tốc góc}

<i>ω</i>

<i>_k</i>_{như bánh xe thực tế của ô tô đang được khảo sát.}

Trong nhiều trường hợp, bán kính động học cịn được coi là bán kính lăn. Do vậy, bán kính động học được gọi là bán kính lăn. Do vậy, bán kính động học được ký hiệu là

<i>r</i>

<i>_l</i>_{. Từ định nghĩa ta có:}

<i>r</i>

<i>_l</i>

=<i>V</i>

<i>_k</i>

<i>ω</i>

<i>_k</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Trong đó:

<i>V</i>

<i>_k</i>

_

vận tốc chuyển động tịnh tiến của tâm trục bánh xe (bằng chính chuyển động tịnh tiến của ô tô)

<i>ω</i>

<i>_k</i>

_

vận tốc góc của bánh xe.

Bán kính lăn

<i>r</i>

<i>_l</i>_{cịn được gọi là bán kính vận tốc của ơ tơ vì nó biểu thị mối quan hệ giữa vận tốc chuyển}

động tịnh tiến của ơ tơ (

<i>V</i>

<i>_k</i>_{) và vận tốc góc của bánh xe (}

<i>ω</i>

<i>_k</i>_).

Trong quá trình bánh xe lăn,

<i>r</i>

<i>_l</i>_{phụ thuộc:}

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

- Khi bánh xe lăn hoàn toàn, bán kinh lăn

<i>r</i>

<i>_l</i>

=<i>r</i>

<i>_đ</i>_{. Tâm quay tức thời chính là điểm tiếp xúc giữa bánh xe}

với mặt đường (điểm a);

- Khi bánh xe bị trượt quay,

<i>r</i>

<i>_l</i>

<<i>r</i>

<i>_đ</i>_{. Tâm quay tức thời nằm trong giới hạn của bánh xe (điểm a’ và}

<i>V</i>

<i>^'<small>K</small></i>

=<i>V</i>

<i><small>K</small></i>). Khi xe trượt quay hoàn toàn,

<i>V</i>

<i>_k</i>

=0 ;ω

<i>_k</i>

<i>≠ 0</i>

_{, tâm quay tức thời trùng với tâm trục bánh xe; và}

<i>r</i>

<i>_l</i>

=0

_;

- Khi bánh xe trượt lết,

<i>r</i>

<i>_l</i>

><i>r</i>

<i>_đ</i>_{. Tâm quay tức thời nằm ngoài bánh xe, (điểm a’’ và}

<i>_V</i>

<i><small>'</small>_K</i>

><i>V</i>

<i>_K</i>). Khi trượt lết hoàn toàn,

<i>ω</i>

<i>_k</i>

=0, V

<i>_k</i>

<i>≠ 0</i>

_{, do đó}

<i>r</i>

<i>_l</i>

<i>→ ∞</i>

_.

Như vậy

<i>r</i>

<i>_l</i>_{thay đổi trong phạm vi:}

<i>0 ≤ r</i>

<i>_l</i>

<i>≤ ∞</i>

_.

6) Bán kính tính tốn:

Trong thực tế, sự khác nhau giữa

<i>r</i>

<i>_l</i>

<i>, r , r</i>

<i>_t</i>_{khơng lớn lắm. Do đó, để thuận tiện trong q trình tính tốn}

người ta thường sử dụng khái niệm bán kính tính tốn (ký hiệu là

<i>r</i>

<i>_k</i>_{) với}

<i>r</i>

<i>_k</i>

=<i>λ</i>

<i>_l</i>

<i>r</i>

_.

Xét mối quan hệ tương tác giữa bánh xe với mặt đường.

Khi bánh xe lăn trên đường, giữa chúng sẽ có các lực và momen tương tác:-

<i>M</i>

<i>_k</i>_,

<i>G</i>

<i>_k</i>_,

<i>P</i>

<i>_đ</i>_{của bánh xe tác dụng xuống mặt đường;}

- Đường tác dụng các phản lực và momen trở lại bánh xe.

Sự tác dụng tương hỗ này gây biến dạng lốp, biến dạng đường (vì là lốp đàn hồi và đường khơng tuyệt đối cứng). Để thuận tiện cho việc khảo sát, mặt đường coi như cứng tuyệt đối, không biến dạng.Để đơn giản việc khảo sát quá trình lăn của bánh xe với mặt đường, ta thừa nhận các giả thiết sau:Khảo sát hình chiếu đứng của bánh xe (khơng tính đến ảnh hưởng chiều rộng của bánh xe);Khơng có lực ngang tác dụng;

Bánh xe lăn đều;

Bánh xe lăn trên mặt đường phẳng, nằm ngang;

Mặt đường coi như cứng tuyệt đối, hoàn tồn khơng biến dạng;

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Dưới tác dụng của tải trọng hướng kính, bánh xe bị biến dạng hướng kính và biến dạng tiếp tuyến (biến dạng vịng). Các biến dạng này độc lập với nhau.

1.2.1. Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe.

Ta khảo sát một bánh xe đàn hồi lăn trên đường (hình 1-6)

Khi bánh xe lăn trên đường thì tạo ra vùng tiếp xúc với mặt đường. Do đó các lực và momen truyền từ động cơ qua hệ thống truyền lực đến bánh xe chủ động, và từ khung xe qua bánh xe xuống mặt đường (

<i>M</i>

<i>_k</i>_,

<i>G</i>

<i>_k</i>_,

<i>P</i>

<i>_đ</i>_{) nên tại vùng tiếp xúc của bánh xe có các phản lực}

<i>p</i>

<i>_i</i>_{của đường (}

<i>p</i>

<i>_i</i>_{có phương bất kỳ) tác}

dụng ngược trở lại bánh xe. Hợp của các

<i>p</i>

<i>_i</i>_:

⃗<i>P</i>

cũng có phương bất kỳ. Và có thể tách chúng thành 3 thành phần trên hệ tọa độ Oxyz:

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

⃗<i>P=⃗P</i>

<i>_x</i>

+ ⃗<i>P</i>

<i>_y</i>

+⃗<i>P</i>

<i>_z</i>

.

Trong đó:

-

^⃗<i>P</i>

<i>_x</i>

_

phản lực tiếp tuyến của bánh xe, nằm song song với mặt đường, phương của trục Ox;

⃗<i>P</i>

<i>_y</i>

_

phản lực tiếp tuyến theo phương ngang, song song với mặt đường và vng góc với phương chuyển động của ô tô;

⃗<i>P</i>

<i>_z</i>

_

phản lực pháp tuyến của bánh xe, tác dụng theo phương vng góc với mặt đường.Ta quy ước rằng:

-

^⃗<i>P</i>

<i>_z</i>có giá trị dương (+) khi hướng lên;

-

^⃗<i>P</i>

<i>_x</i>

có giá trị dương (+) khi hướng theo chiều chuyển của ô tô.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Bánh xe lăn được là nhờ các lực và momen tác dụng lên nó (hình 1-7). Giả thiết rằng: nếu hướng của momen trùng với hướng quay của bánh xe thì momen quay đó được gọi là momen

<i>kéo (hoặc momen chủ động), sẽ ký hiệu là M</i>

<i><small>k</small></i>

.

<i>Lực do momen kéo M</i>

<i><small>k</small></i>

<i> (đặt vào bánh xe chủ động) sinh ra gọi là lực vịng, ký hiệu là P</i>

<i><small>v</small></i>

:

Trong đó:

<i>M</i>

<i>_k</i>

=<i>M</i>

<i>_e</i>

<i>i</i>

<i>_tl</i>

<i>η</i>

<i>_tl</i>_{; với}

<i>M</i>

<i>_e</i>_{_momen xoắn của động cơ,}

<i>i</i>

<i>_tl</i>_{_tỷ số truyền của hệ thống truyền lực;}

<i>η</i>

<i>_tl</i>

_hiệu suất của hệ thống truyền lực.

<i>r</i>

<i>_k</i>_{_bán kính tính tốn.}

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe theo phương tiếp tuyến, đặt tại vùng tiếp xúc của bánh xe với mặt đường gọi là lực kéo tiếp tuyến, ký hiệu là

<i>P</i>

<i>_k</i>_{. Lực kéo tiếp tuyến là phản lực của lực vịng}

<i>P</i>

<i>_v</i>_{. Nếu}

khơng có tổn hao tại vùng tiếp xúc thì giá trị của

<i>P</i>

<i>_k</i>_{bằng với giá trị của}

<i>P</i>

<i>_v</i>_{, hay}

<i>P</i>

<i>_k</i>

=<i>P</i>

<i>_v</i>_.

Lực do momen phanh

<i>M</i>

<i>_p</i>_{sinh ra gọi là lực phanh, ký hiệu là}

<i>P</i>

<i>_p</i>_{. Lực phanh đặt tại vùng tiếp xúc của}

bánh xe với mặt đường.Ta có:

<b>Tâm áp lực K.</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

a. Khi xe đứng tại chỗ, dưới tác dụng của tải trọng bánh xe

<i>G</i>

<i>_k</i>_{, vết tiếp xúc của bánh xe với mặt}

đường có dạng là một hình eclip đối xứng. Do đó, tất cả các phản lực trên vết tiếp xúc đều nằm

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

trong mặt phẳng đối xứng trên các trục dọc và ngang của bánh xe. Phản lực

^⃗<i>P</i>

<i>_z</i> đi qua tâm trục bánh xe. Điểm đặt của

^⃗<i>P</i>

<i>_z</i> gọi là tâm áp lực. Ký hiệu là K.

b. Khi bánh xe lăn trên đường, do có biến dạng (vịng) của lốp tại các vùng khác nhau thì khác nhau, nên vết tiếp xúc khơng cịn là hình đối xứng. Do đó

^⃗<i>P</i>

<i>_z</i> khơng đi qua tâm trục bánh xe mà bị lệch đi một khoảng “a” (hay tâm áp lực bị chuyển dời, hình 1-8). Khoảng di chuyển “a” biểu thịtổn thất năng lượng do nội ma sát khi lốp bị biến dạng, nóng lên, tổn thất do đường biến dạng (nếu mặt đường không tuyệt đối cứng).

Tùy thuộc vào tính chất của lốp và tình trạng của đường mà “a” (biểu thị sự chuyển dời điểm đặt lực

⃗<i>P</i>

<i>_z</i>) có các giá trị khác nhau.

A – Xét các trường hợp bánh xe không chịu tác dụng của lực theo phương ngang

1. Trường hợp 1: Khi bánh xe lăn đều, chỉ chịu tác dụng của momen kéo

<i>M</i>

<i>_k</i>_{(hình 1-9). Các lực và}

momen tác dụng lên bánh xe trong trường hợp này gồm:-

<i>G</i>

<i>_k</i>_{_ trọng lượng của bánh xe đặt tại tâm trục bánh xe;}

-

<i>M</i>

<i>_k</i>_{_ momen kéo đối với tâm trục bánh xe;}

-

^⃗<i>P</i>

<i>_z</i> _ phản lực pháp tuyến của tải trọng tác dụng lên bánh xe;-

^⃗<i>P</i>

<i>_x</i> _ phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên bánh xe.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Viết các phương trình cân bằng lực và momen, ta có:

⃗<i>P</i>

<i>_z</i>

+ ⃗<i>G</i>

<i>_k</i>

=0<i>⇒ ⃗P</i>

<i>_z</i>

=−⃗<i>G</i>

<i>_k</i>

<i>⇒ P</i>

<i>_z</i>

=<i>G</i>

<i>_k</i>

<i>P</i>

<i>_x</i>

=0

<i>M</i>

<i>_k</i>

=<i>P</i>

<i>_z</i>

<i>. a</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Như vậy, để bánh xe lăn đều khi khơng có các lực cản khác ngoài tải trọng

<i>G</i>

<i>_k</i>_{đặt tại tâm trục bánh xe}

thì cần có momen kéo

<i>M</i>

<i>_k</i>_{, mà trị số của nó cần có thể bù đắp cho tổn thất do biến dạng của lốp và của}

đường (với trị số

<i>M</i>

<i>_k</i>

=<i>P</i>

<i>_z</i>

<i>. a</i>

_).

- Nếu cả lốp và đường khơng biến dạng thì

<i>α=0</i>

, do đó

<i>M</i>

<i>_k</i>

=<i>P</i>

<i>_z</i>

<i>. a=0</i>

_{: không cần tiêu tốn}

<i>M</i>

<i>_k</i>_{để bù}

đắp tổn thất do biến dạng;

- Ứng với các loại đường, các loại bánh xe khác nhau thì “

<i>α</i>

” là khác nhau, do đó cần có

<i>M</i>

<i>_k</i>_{khác nhau.}

Momen

<i>P</i>

<i>_z</i>

<i>. a</i>

_{gọi là momen cản lăn, ký hiệu là}

<i>M</i>

<i>_j</i>_{, có chiều ngược với chiều của}

<i>M</i>

<i>_k</i>_{. Phản lực tiếp}

tuyến của đường với bánh xe

<i>P</i>

<i>_x</i>

=0

_.

2. Trường hợp 2:

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Bánh xe lăn đều, có trọng lượng của ô tô đặt vào bánh xe

<i>G</i>

<i>_k</i>_{; lực}

<i>P</i>

<i>_đ</i>_{(có chiều cùng với chiều chiều}

chuyển động của xe) đặt vào tâm trục bánh xe.Các phản lực từ đường tác dụng lên bánh xe:

Tích số (

<i>f , P</i>

<i>_z</i>) gọi là lực cản lăn, ký hiệu là

<i>P</i>

<i>_f</i> và ngược chiều với

<i>P</i>

<i>_d</i>.3. Trường hợp 3:

Bánh xe lăn không đều (có gia tốc), chịu tác dụng của các lực và momen:- Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng

<i>G</i>

<i>_k</i>;

- Lực đẩy

<i>P</i>

<i>_d</i> đặt tại tâm trục bánh xe và có chiều ngược với chiều chuyển động của xe;- Momen kéo

<i>M</i>

<i>_k</i> (momen xoắn của động cơ đặt tại bánh xe chủ động);

- Các phản lực pháp tuyến

<i>P</i>

<i>_z</i> và tiếp tuyến

<i>P</i>

<i>_x</i>;

- Momen quán tính

<i>M</i>

<i>_jk</i> phát sinh do chuyển động không đều (

<i>ω</i>

<i>_k</i>

<i>≠ const</i>

) ở các bánh xe, có hướng ngược với chiều của gia tốc góc

<i>ε</i>

<i>_k</i>.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<i>M</i>

<i>_jk</i>

=−<i>J</i>

<i>_k</i>

<i>. ε</i>

<i>_k</i>

Trong đó:

<i>J</i>

<i>_k</i> – momen qn tính của các bánh xe chủ động,

<i>ε</i>

<i>_k</i> – gia tốc góc của bánh xe.

Lập các phương trình cân bằng lực và momen tác dụng lên bánh xe, ta có:

<i>G</i>

<i>_k</i>

−<i>P</i>

<i>_z</i>

=0<i>⇒G</i>

<i>_k</i>

=<i>P</i>

<i>_z</i> (

<i>P</i>

<i>_z</i> có chiều dương).

<i>P</i>

<i>_d</i>

−<i>P</i>

<i>_x</i>

=0<i>⇒ P</i>

<i>_d</i>

=<i>P</i>

<i>_x</i> (

<i>P</i>

<i>_x</i> ngược chiều với

<i>P</i>

<i>_d</i>).-

<i>M</i>

<i>_k</i>

<i>± M</i>

<i>_j</i>

−<i>M</i>

<i>_f</i>

−<i>P</i>

<i>_x</i>

<i>r</i>

<i>_k</i>

=0

<i>⇒ P</i>

<i>_x</i>

=<i>M</i>

<i>_k</i>

<i>± M</i>

<i>_j</i>

−<i>M</i>

<i>_f</i>

<i>r</i>

<i>_k</i>

⁼

<i>M</i>

<i>_k</i>

<i>r</i>

<i>_k</i>

<i>^±</i>

<i>M</i>

<i>_j</i>

<i>r</i>

<i>_k</i>

⁻

<i>r</i>

<i>_k</i> ^(1-3)

<i>⇒ P</i>

<i>_x</i>

=<i>P</i>

<i>_v</i>

<i>± P</i>

<i>_j</i>

−<i>P</i>

<i>_f</i>

-

<i>P</i>

<i>_x</i> phụ thuộc vào

<i>M</i>

<i>_k</i> (tỷ lệ thuận);

- Trường hợp này,

<i>P</i>

<i>_x</i> cùng chiều với

<i>V</i>

<i>_k</i>. Do đó

<i>P</i>

<i>_x</i> gọi là lực kéo tiếp tuyến và ký hiệu là

<i>P</i>

<i>_k</i>:

<i>P</i>

<i>_k</i>

=<i>P</i>

<i>_v</i>

<i>± P</i>

<i>_j</i>

−<i>P</i>

<i>_f</i> _(1-4)

- Khi bánh xe là bị động (

<i>M</i>

<i>_k</i>

=0

).

<i>⇒ P</i>

<i><small>x</small></i>

=−(<i>P</i>

<i>_j</i>

+<i>P</i>

<i>_f</i>

)

Dấu “ – “ chứng tỏ

<i>P</i>

<i>_x</i> ngược với chiều chuyển động của xe. Do vậy,

<i>P</i>

<i>_x</i> trong trường hợp này là lực cản chuyển động.

Cần nhớ rằng, mặc dù lực kéo tiếp tuyến

<i>P</i>

<i>_k</i> sẽ tăng khi momen xoắn truyền từ động cơ đến bánh xe chủ động

<i>M</i>

<i>_k</i>

tăng. Nhưng

<i>P</i>

<i>_k</i> không thể tăng một cách tùy ý, mà còn phụ thuộc vào khả năng bám của bánh xe với mặt đường. Như vậy, phản lực tiếp tuyến lớn nhất bị giới hạn bởi khả năng bám của bánh xe với mặt đường. Giá trị lớn nhất có thể có được của lực kéo theo điều kiện bám, gọi là lực kéo theo điều kiện bám của bánh xe với mặt đường (hay lựcbám), ký hiệu là

<i>P</i>

<i>_φ</i>.

Lực kéo theo điều kiện bám tỷ lệ với trọng lượng bám của ô tô:

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<i>P</i>

<i>_φ</i>

=<i>φ . G</i>

<i>_φ</i>

=<i>φ . P</i>

<i>_z</i>

Trong đó:

-

<i>φ</i>

– hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường;

-

<i>G</i>

<i>_φ</i> – trọng lượng bám của bánh xe, tức là trọng lượng

<i>G</i>

<i>_k</i> đặt lên bánh xe.

Hệ số bám

<i>φ</i>

thường đồng nghĩa với hệ số ma sát trượt giữa bánh xe với mặt đường. Tuy nhiên, điều đó khơng chính xác hồn tồn bởi vì khi tác dụng tương hỗ giữa bánh xe với mặt đường (khi bám), ngoài ra ma sát trên bề mặt tiếp xúc cịn có sự ăn khớp giữa bánh xe với nền đường. Vì vậy, thơng thường hệ số bám (

<i>φ</i>

) lớn hơn hệ số masát (

<i>f</i>

) của bánh xe với đường.

Khảo sát trường hợp 3 nêu trên là ứng với bánh xe chủ động của ô tô.B – Xét trường hợp khi có phản lực ngang của đường tác dụng lên bánh xe

Các bánh xe đàn hồi lăn trên đường khi chịu tác dụng của ngoại lực theo phương ngang (hình 1-12) sẽ bị thay đổi theo quỹ đạo chuyển động. Ta xét hai trường hợp: khi không chịu tác dụng của lực phương ngang, các bánh xe vẫn giữ được quỹ đạo chuyển động của nó; khi có lực ngang

<i>P</i>

<i>_y</i> tác dụng (giả sử đặt vào tâm trục bánh xe) lốp bị biến dạng ở cả phương ngang. Do đó, mặt phẳng của bánh xe đã bị lệch hướng một góc.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Hiện tượng bị lệch hướng chuyển động của bánh xe có ảnh hưởng rất lớn đến tính ổn định của ơ tơ khi đi thẳng cũng như khi quay vịng.

1.2.2. Cách xác định hệ số bám dọc

<i>φ</i>

.

Hệ số bám dọc

<i>φ</i>

có thể xác định trong phịng thí nghiệm hoặc trên đường, khi xác định hệ số bám trên đường người ta sử dụng phương pháp kéo, phương pháp đo momen xoắn trên bánh xe chủ động hoặc một số phương pháp khác. Dưới đây giới thiệu phương pháp kéo (hình 1-13).

Cho hai ơ tơ kéo nhau, giữa chúng bố trí lực kế tự ghi. Phanh cứng các bánh xe của ô tô được kéo (ô tô số 2). Khi ơ tơ được kéo trượt lết trên đường thì lực kế tự ghi sẽ cho ta trị số của lực bám

<i>P</i>

<i>_φ</i> của ơ tơ được kéo. Từ đó có thể xác định được hệ số bám của bánh xe với mặt đường theo công thức sau:

<i>P</i>

<i>_φ</i> – trị số lực bám được ghi trên lực kế [N];

<i>G</i>

<i>_φ</i> – trọng lượng bá, tức là trọng lượng của ô tô được kéo [N].

Qua thực nghiệm người ta đã xác định được hệ số bám dọc của bánh xe trên các loại đường khác nhau. Trong bảng1-1 cho các giá trị trung bình của hệ số bám dọc lớn nhất

<i>φ</i>

<i>_max</i> và hệ số bám dọc khi trượt hoàn toàn (trược 100%). Tùy thuộc vào sự ảnh hưởng của các nhân tố khác ngoài sự trượt và vào phương pháp thử nghiệm trên cùng một loại đường, giá trị thực tế của hệ số bám dọc

<i>φ</i>

có thể có sai lệch đôi chút.

Bảng 1-1 . Hệ số bám dọc

<i>φ</i>

của một số loại đườngLoại đường và trạng thái lớp phủ

mặt đường

<i>φ</i>

<i>_max</i>

<i>φ</i>

(trượt 100%) Đường bê tông, bê tông nhựa khô 0,8 – 0,9 0,7 – 0,8Đường nhựa ướt 0,5 – 0,7 0,45 – 0,60 Đường bê tông ướt 0,75 – 0,80 0,65 – 0,70Đường cát sỏi 0,55 – 0,65 0,50 – 0,55Đường đất khô 0,65 – 0,70 0,60 – 0,65Đường đất ướt 0,50 – 0,55 0,40 – 0,50

1.3. Lực kéo của ô tô.

1.3.1. Lực kéo tiếp tuyến của bánh xe. Bản chất lực kéo theo bám.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Khi bánh xe lăn, dưới tác dụng của momen xoắn

<i>M</i>

<i>_k</i> (được truyền từ động cơ qua hệ thống truyền lực, đặt vào bánh xe), bánh xe tác dụng lên mặt đường một chiều có chiều ngược với chiều chuyển động của ơ tơ. Lực đó được kí hiệu là

<i>P</i>

<i>_v</i> _ là lực vòng của bánh xe chủ động, với:

<i>r</i>

<i>_k</i> ^(1-5)

Nhờ tác dụng tương hỗ bánh xe_đường, bánh xe chịu tác dụng từ mặt đường một phản lực ngược chiềuvới lực vòng

<i>P</i>

<i>_v</i>_.

Phản lực của lực vòng

<i>P</i>

<i>_v</i>_{được gọi là lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động.}

Lực kéo tiếp tuyến được kí hiệu là

<i>P</i>

<i>_k</i>_{. Nệu không kể đến ảnh hưởng của lực quàn tính do các bánh xe}

quay khơng đều và lực cản lăn của nó thì trị số của lực kéo tiếp tuyến bằng trị số của lực vòng

<i>P</i>

<i>_v</i>_.

Vậy, lực kéo tiếp tuyến

<i>P</i>

<i>_k</i>_{chính là phản lực của lực vịng}

<i>P</i>

<i>_v</i>_.

Do đó ta có định nghĩa về lực bám:

Giá trị lớn nhất có thể có được của lực kéo theo điều kiện bám (

<i>P</i>

<i>_kmax</i>_{) giữa bánh xe với mặt đường gọi là}

lực kéo theo điều kiện bám (thường gọi tắt là lực bám) của bánh xe, kí hiệu là

<i>P</i>

<i>_φ</i>_.

<i>G</i>

<i>_φi</i>_{– tải trọng tác dụng lên bánh xe theo phương pháp tuyến.}

Bản chất của lực kéo theo điều kiện bám, khi ta khảo sát bánh xe đàn hồi lăn trên mặt đường khơng biếndạng, đó chính là lực ma sát giữa bánh xe với mặt đường. khi cùng một lực vòng

<i>P</i>

<i>_v</i>_{truyền từ động cơ}

đến bánh xe chủ động, ứng với các loại đường có hệ số bám

<i>φ</i>

<i>_i</i>_{khác nhau, lực bám}

<i>P</i>

<i>_φi</i>_{sẽ có các giá trị}

khác nhau.

1.3.2. Lực kéo của ô tô.

Lực kéo tiếp tuyến của ô tô (

<i>P</i>

<i>_k</i>_{) là tổng lực kéo tiếp tuyến trên các bánh xe chủ động:}

<i>P</i>

<i>_k</i>

=∑<i>P</i>

<i>_ki</i>

Trong đó:

<i>P</i>

<i>_ki</i>_{– lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động thứ i.}

Giá trị lớn nhất có thể có được của lực kéo tiếp tuyến (

<i>P</i>

<i>_kmax</i>_{) theo điều kiện bám của tất cả các bánh xe}

chủ động trên ô tô là lực kéo theo điều kiện bám của ô tô (hay lực bám của ơ tơ), kí hiệu là

<i>P</i>

<i>_φ</i>_.

Với:

<i>P</i>

<i>_φ</i>

=<i>φ</i>

₁

<i>G</i>

<i>_{φ 1}</i>

+<i>φ</i>

₂

<i>G</i>

<i>_φ2</i>

+<i>…+ φ</i>

<i>_n</i>

<i>G</i>

<i>_φn</i> _(1-6)

</div>